Характеристики неокалимастигомикоты, таксономия, питание, среда обитания



Neocallimastigomycotas является разделением облигатных эндосимбиотических грибов в пищеварительном тракте травоядных жвачных и нежвачных млекопитающих, а также растительноядных рептилий. Они могут быть одноклеточными или многоклеточными и иметь жгутиковые споры (зооспоры).

До недавнего времени они считались порядком в пределах типа Chytridiomicota, но в 2007 году группа была повышена до краевой категории. В настоящее время он разделен на 8 родов и около 20 видов были описаны.

Виды Neocallimastigomycota развиваются в анаэробных условиях, для которых они обладают специализированными органеллами, называемыми гидрогеносомами. Эти органеллы выполняют функции, аналогичные митохондриям в организмах, которые живут в аэробных условиях.

В течение своего жизненного цикла они образуют зооспоры, которые прилипают к растительному материалу. Позже они прорастают и прорастают. По мере развития они образуют спорангии, которые вызывают появление новых зооспор..

Эта группа грибов играет важную роль в сложной экологии пищеварительной системы травоядных животных. Кроме того, они производят потенциально полезные ферменты в биотехнологии, которые использовались в качестве дигестивов в формулах кормов для животных..

индекс

  • 1 Общая характеристика
  • 2 Метаболизм и биологическое воздействие
    • 2.1 Биотехнологические применения
  • 3 Филогения и таксономия
    • 3.1 Жанры
  • 4 Питание
  • 5 Хабитат
    • 5.1 Виды хозяев
  • 6 Репродукция
    • 6.1 Колонизация растительного материала
    • 6.2 Прорастание и проникновение в ткани
  • 7 ссылок

Общие характеристики

Neocallimastigomycotas являются облигатными эндосимбиотическими организмами, то есть они не обнаруживаются в свободной жизни, но всегда связаны с пищеварительным трактом травоядных животных. Они унифицированы с многоклеточными грибами с клеточной стенкой.

Они производят вегетативные талломы, которые развивают спорангии, из которых происходят зооспоры с одним или несколькими жгутиками. Эти зооспоры, расположенные в рубце травоядных, были первоначально классифицированы как простейшие.

Зооспоры считаются одноклеточными, если 90% спор имеют один жгутик, а оставшиеся 10% - от двух до четырех жгутиков. Мультифлагеллированные группы имеют зооспоры с более чем четырьмя жгутиками, а у некоторых видов наблюдается до 17 жгутиков.

Известные хищники Neocallimastigomycotas, такие как простейшие, атакуют зооспоры и продуцируют ферменты, которые разрушают клеточные стенки гриба.

Метаболизм и биологическое воздействие

Некоторые интересные приспособления этих грибов заключаются в том, что они развиваются в анаэробной среде. Они не представляют митохондрии, цитохромы и некоторые биохимические характеристики цикла окислительного фосфорилирования.

Вместо этого у них есть специализированные органеллы, похожие на митохондрии, называемые гидрогеносомами, которые производят клеточную энергию из метаболизма глюкозы без потребности в кислороде..

Гидрогеназа, содержащаяся в гидрососомах, производит водород, CO2, формиат и ацетат как метаболические отходы. Эти соединения, вместе с лактатом и этанолом, являются основными конечными продуктами брожения..

Они производятся в результате анаэробной деградации грибов и ферментации полисахаридов клеточной стенки растений..

Биотехнологические применения

Способность Neocallimastigomycota разлагать растительные волокна придает им важную биологическую роль в питании многих травоядных, в основном жвачных животных..

В этом смысле был опыт добавления добавок анаэробных грибов в рацион, с очень хорошими результатами..

Для не жвачных травоядных животных, таких как куры, поставка гриба не эффективна. Возможно, это связано с их неспособностью выжить в пищеварительном тракте этого типа животных..

Тем не менее, было хорошим результатом непосредственное добавление ферментов, продуцируемых Neocallimastigomycotas, в их пищевые добавки..

Биохимические возможности Neocallimastigomycotas также делают их потенциально полезными в биотехнологии для превращения лигноцеллюлозы в биоэнергетические продукты..

Филогения и таксономия

Neocallimastigomycotas были первоначально классифицированы как Chytridiomicotas. Впоследствии с учетом морфологических, экологических и ультраструктурных признаков был задан краевой диапазон.

Известно около 8 родов и 20 видов Neocallimastigomycotas, хотя сообщалось о многочисленных изолятах, еще не классифицированных.

товары

Anaeromyces, Neocallimastix, Orpinomyces и Piromyces, Они обладают волокнистым разветвленным ризоидальным осыпью со спорангией. в Anaeromyces таллом полицентрический (многочисленные спорангии) с однофлагеллатными зооспорами.

Neocallimastix это моноцентрический (единственный спорангий) с мультифлагелированными зооспорами. Orpinomyces Имеет полицентрические осыпи и мультифлагелированные зооспоры.. Piromyces имеет моноцентрические осыпи с унифлагеладными зооспорами.

Два рода настоящих талломов состоят из луковичных вегетативных зажимающих клеток (луковичный мицелий) и спорангиев: Caecomyces и Cyllamyces.

Они отличаются потому что Caecomyces имеет одну или очень небольшую зооспорангию, растущую непосредственно на луковичных клетках или в конце простого спорангиофора. Cyllamyces производит множественные спорангии в разветвленных спорангиофорах.

Предлагаются два новых жанра (Oontomyces и Buwchfawromyces) с молекулярной информационной базой.

питание

Эти грибы разлагают клетчатку и гемицеллюлозу, присутствующие в клетках растений, которые потребляют травоядных, которые их содержат..

Они играют важную роль в пищеварительном процессе этих видов благодаря выработке целлюлолитических, гемицеллюлолитических, гликолитических и протеолитических ферментов, которые разрушают растительные ткани..

среда обитания

Neocallimastigomycota не свободная жизнь. Они находятся в анаэробной среде рубца, задней кишки и стула жвачных или нежвачных травоядных животных..

Виды хозяина

Их можно найти в основном у жвачных млекопитающих, как одомашненных (овцы, козы, коровы и лошади), так и диких млекопитающих (як, зебры, жирафы, газели, обезьяны, слоны, носороги, гиппопотамы, бизоны, ламы, кенгуру и др.). Они также населяют растительноядных рептилий, таких как зеленая игуана.

воспроизведение

Колонизация растительного материала

Растительный материал, попадающий в рубец, заселяется жгутиконосцами, которые выделяются из спорангиев..

Зооспоры прикрепляются к растительному материалу, хемотаксически ориентированному (следуя химическим сигналам сахаров, выделяемых растительным мусором). Затем они выпускают свои жгутики и энцисты.

Прорастание и проникновение в ткани

Прорастание происходит путем выброса прорастающей трубки на противоположном конце, где жгутик был.

Развитие кисты различно у моноцентрических и полицентрических видов. У моноцентрических видов ядра остаются в кисте и генерируют ядрышковые ризоиды (без ядер). Киста растет и образует единый спорангий (эндогенное развитие).

У полицентрических видов образуются зародыши ризоидов, которые вызывают несколько спорангиев (экзогенное развитие).

Кисты производят ризомицелий, которые растут и глубоко проникают в ткани растений. Они выделяют ферменты, которые переваривают растительную ткань и получают питательные вещества, необходимые для возникновения спорангии..

Когда спорангий созревает, он выпускает от одной до 80 зооспор. Грибки заселяют в основном сосудистые ткани растений и чем более волокнистым является рацион, тем больше популяция грибов.

Считается, что Neocallimastigomycotas заражают животных-хозяев воздухом через структуры сопротивления..

ссылки

  1. Баучоп Т. (1981). Анаэробные грибы в пищеварении рубцового волокна. Сельское хозяйство и окружающая среда 6 (2-3): 339-348.
  2. Griffith GW, S Baker, K Fliegerova, A Liggenstoffer, M van der Giezen, K Voigt и G. Beakes. (2010). Анаэробные грибы: Neocallimastigomycota. IMA Fungus 1 (2): 181-185.
  3. Gruninger, RJ., AK Puniya, TM Callaghan, JE Edwards, N Youssef, SS Dagar, K Fliegerova, GW Griffith, R Forster, A Tsang, T McAllister и MS Elshahed. (2014) Анаэробные грибы (phylum Neocallimastigomycota): достижения в понимании их таксономии, жизненного цикла, экологии, роли и биотехнологического потенциала. FEMS Microbiol Ecol 90: 1-17.
  4. Liggenstoffer A S, NH Youssef, MB Couger и MS Elshahed. (2010). Филогенетическое разнообразие и структура сообщества анаэробных кишечных грибов (phylum Neocallimastigomycota) у жвачных и нежвачных травоядных животных. Журнал ISME 1-11. 
  5. Пауэлл MJ и PM Летчер. (2014). Chytridiomycota, Monoblepharidomycota и Neocallimastigomycota. Глава 6: 141-175. в: Д.Дж. Маклафлин и Дж. В. Спатафора (ред.) Систематика и эволюция, 2й Издание Микота VII, часть А. Спрингер-Верлаг, Берлин, Гейдельберг. 429 стр..
  6. Wang X, X Liu и JZ Groenewald. (2016). Филогения анаэробных грибов (phylum Neocallimastigomycota), при участии яка в Китае. Антони ван Леувенхук 110 (1): 87-103.